Совместимость с IBM PC -IBM PC compatible

Compaq Portable был одним из первых ПК, полностью совместимых с IBM.

Компьютеры , совместимые с IBM PC, аналогичны оригинальным IBM PC , XT и AT , произведенным компьютерным гигантом IBM , которые могут использовать то же программное обеспечение и платы расширения . Такие компьютеры назывались клонами ПК , клонами IBM или клонами IBM PC . Термин «совместимый с IBM PC» теперь является только историческим описанием, поскольку IBM больше не продает персональные компьютеры после того, как в 2005 году продала свое подразделение персональных компьютеров китайской технологической компании Lenovo . Обозначение «ПК», которое использовалось в большей части истории персональных компьютеров , означало не «персональный компьютер» в целом, а скорее компьютер с архитектурой x86 , способный запускать то же программное обеспечение, что и современный IBM PC. Первоначально этот термин противопоставлялся множеству домашних компьютерных систем, доступных в начале 1980-х годов, таких как Apple II , TRS-80 и Commodore 64 . Позже этот термин в основном использовался в отличие от компьютеров Apple Macintosh .

Эти «клоны» дублировали почти все существенные особенности исходных архитектур IBM PC. Этому способствовал выбор IBM стандартных аппаратных компонентов , которые были дешевыми, а также способность различных производителей реконструировать прошивку BIOS с использованием метода « проектирования чистой комнаты » . Компания Columbia Data Products создала первый клон персонального компьютера IBM , MPC 1600, путем реконструирования BIOS в чистых помещениях. Другим конкурирующим компаниям, Corona Data Systems , Eagle Computer и Handwell Corporation, IBM угрожала судебным иском, который урегулировал с ними дела. Вскоре после этого, в 1982 году, Compaq выпустила очень успешный Compaq Portable в 1982 году, также с переработанным BIOS для чистых помещений, который также не оспаривался IBM юридически.

Некоторые ранние модели, совместимые с IBM PC, использовали ту же 8-битную компьютерную шину , что и исходные модели ПК и XT, но многие вскоре перешли на 16-битную шину IBM AT. Позже она была переименована в шину промышленной стандартной архитектуры (ISA) после того, как в сентябре 1988 г. консорциум поставщиков клонов ПК во главе с Compaq объявил об открытом стандарте шины расширенной стандартной промышленной архитектуры для совместимых с IBM PC. , в качестве альтернативы проприетарной архитектуре IBM Micro Channel (MCA), представленной в серии PS/2. Вскоре после этого отрасль приняла новые стандарты шин аналогичным образом: локальная шина VESA (VLB), межсоединение периферийных компонентов (PCI) и ускоренный графический порт (AGP).

Потомки x86-совместимых IBM PC, а именно 64-битные компьютеры на базе чипов x86-64 /AMD64, составляют большинство настольных компьютеров на рынке по состоянию на 2021 год, при этом доминирующей операционной системой является Microsoft Windows . Взаимодействие со структурой шины и периферийными устройствами исходной архитектуры ПК может быть ограниченным или отсутствовать. Многие современные компьютеры не могут использовать старое программное или аппаратное обеспечение, которое зависит от частей архитектуры, совместимой с IBM PC, которые отсутствуют или не имеют эквивалентов в современных компьютерах. Например, компьютеры, которые загружаются с использованием встроенного программного обеспечения на основе Unified Extensible Firmware Interface , в котором отсутствует модуль поддержки совместимости или CSM, необходимый для эмуляции старого интерфейса встроенного программного обеспечения на основе BIOS, или на которых их CSM отключены, не могут изначально запускать MS-DOS , поскольку MS- DOS зависит от интерфейса BIOS для загрузки.

Только Macintosh сохранил значительную долю рынка, не имея совместимости с IBM PC, хотя это изменилось с Intel Mac под управлением Mac OS X , часто с двойной загрузкой Windows с Boot Camp .

Истоки

Оригинальный IBM PC (модель 5150) побудил к производству клонов в начале 1980-х годов.

В 1980 году IBM решила как можно быстрее вывести на рынок недорогой однопользовательский компьютер. 12 августа 1981 года в продажу поступил первый IBM PC . Для него было доступно три операционных системы (ОС). Самой дешевой и самой популярной была PC DOS производства Microsoft . В качестве важной уступки соглашение с IBM позволило Microsoft продавать свою собственную версию MS-DOS для компьютеров других производителей. Единственным компонентом оригинальной архитектуры ПК, эксклюзивным для IBM, была BIOS (базовая система ввода/вывода).

Сначала IBM просила разработчиков избегать написания программного обеспечения, напрямую обращающегося к аппаратному обеспечению компьютера, а вместо этого выполнять стандартные вызовы функций BIOS, выполняющих операции, зависящие от аппаратного обеспечения. Это программное обеспечение будет работать на любой машине, использующей MS-DOS или PC DOS. Однако программное обеспечение, которое напрямую обращалось к оборудованию вместо стандартных вызовов, было быстрее; это было особенно актуально для игр. Программное обеспечение, обращающееся к оборудованию IBM PC таким образом, не будет работать на машинах MS-DOS с другим оборудованием. IBM PC продавался в достаточно больших объемах, чтобы оправдать написание программного обеспечения специально для него, и это побудило других производителей производить машины, которые могли использовать те же программы, карты расширения и периферийные устройства, что и ПК. Рынок компьютеров 808x быстро исключил все машины, которые не были аппаратно и программно совместимы с ПК. Барьер в 640 КБ для «обычной» системной памяти, доступной для MS-DOS, является наследием того периода; другие машины, не являющиеся клонами, хотя и имеют ограничение, могут превышать 640 КБ.

Слухи о «похожих» совместимых компьютерах, созданных без одобрения IBM, начались почти сразу после выпуска IBM PC. InfoWorld написал в первую годовщину IBM PC, что

Темная сторона открытой системы — ее подражатели. Если спецификации достаточно ясны для разработки периферийных устройств, они достаточно ясны для разработки имитации. Apple... имеет патенты на два важных компонента своих систем... IBM, у которой, как сообщается, нет специальных патентов на ПК, еще более уязвима. На рынке начали появляться многочисленные ПК-совместимые машины — по слухам, 60 и более.

К июню 1983 года журнал PC Magazine определил «клон ПК» как «компьютер, [который может] вместить пользователя, который берет домой диск с IBM PC, проходит через комнату и подключает его к« чужой »машине». Из-за нехватки компьютеров IBM в том году многие клиенты приобрели вместо них клоны. Columbia Data Products выпустила первый компьютер, более или менее совместимый со стандартом IBM PC, в июне 1982 года, вскоре за ним последовал Eagle Computer . Compaq объявила о своем первом продукте, совместимом с IBM PC, в ноябре 1982 года, Compaq Portable . Compaq был первым портативным компьютером размером со швейную машину , который был на 100% совместим с ПК. Судебное решение по делу Apple против Франклина заключалось в том, что код BIOS был защищен законом об авторском праве, но он мог реконструировать BIOS IBM, а затем написать свой собственный BIOS, используя дизайн чистой комнаты . Обратите внимание, что это произошло более чем через год после того, как Compaq выпустила Portable. Деньги и исследования, вложенные в обратный инжиниринг BIOS, были рассчитанным риском.

Проблемы совместимости

См. Также: Влияние IBM PC на рынок персональных компьютеров.

Несовместимые компьютеры с MS-DOS: аналоги

DEC Rainbow 100 работает под управлением MS-DOS, но не совместим с IBM PC.

В то же время многие производители, такие как Tandy / RadioShack , Xerox , Hewlett-Packard , Digital Equipment Corporation , Sanyo , Texas Instruments , Tulip , Wang и Olivetti представили персональные компьютеры, которые поддерживали MS-DOS, но не были полностью программно-аппаратными. -совместимость с IBM PC.

Тэнди описал Tandy 2000 , например, как имеющий «настоящий 16-битный ЦП следующего поколения» и с «большей скоростью. Больше дискового пространства. Больше расширения», чем IBM PC или «другие компьютеры MS-DOS». Признав в 1984 году, что многие программы PC-DOS не работают на компьютере, компания заявила, что «самое популярное и сложное программное обеспечение на рынке» будет доступно либо сразу, либо «в течение следующих шести месяцев».

Как и в случае с IBM, очевидное намерение Microsoft состояло в том, чтобы разработчики приложений писали в интерфейсы прикладного программирования в MS-DOS или в BIOS встроенного ПО, и что это формировало бы то, что сейчас называют уровнем аппаратной абстракции . Каждый компьютер будет иметь свою собственную версию MS-DOS от производителя оригинального оборудования (OEM), адаптированную к его оборудованию. Любое программное обеспечение, написанное для MS-DOS, будет работать на любом компьютере с MS-DOS, несмотря на различия в конструкции оборудования.

Это ожидание казалось разумным на компьютерном рынке того времени. До этого бизнес Microsoft был основан главным образом на компьютерных языках, таких как BASIC . Установленным программным обеспечением для небольших систем было CP / M от Digital Research , которое использовалось как на уровне любителей, так и более профессиональными из тех, кто использует микрокомпьютеры. Чтобы добиться такого широкого использования и, таким образом, сделать продукт экономически жизнеспособным, ОС должна была работать на целом ряде машин от разных поставщиков с самым разным оборудованием. Те клиенты, которым нужны были другие приложения, кроме начальных программ, могли разумно ожидать, что издатели будут предлагать свои продукты для различных компьютеров на подходящих носителях для каждого из них.

Конкурирующая ОС Microsoft изначально предназначалась для работы на аналогичном разнообразном оборудовании, хотя все они основаны на процессоре 8086. Таким образом, MS-DOS в течение нескольких лет продавалась только как OEM-продукт. MS-DOS под торговой маркой Microsoft не существовало: MS-DOS нельзя было купить напрямую у Microsoft, и каждый выпуск OEM был упакован с торговой маркой данного поставщика ПК. О неисправностях нужно было сообщать OEM-производителю, а не Microsoft. Однако по мере того, как машины, совместимые с аппаратным обеспечением IBM, то есть поддерживающие прямые обращения к оборудованию, получили широкое распространение, вскоре стало ясно, что OEM-версии MS-DOS практически идентичны, за исключением, возможно, предоставления нескольких служебных программ.

MS-DOS обеспечивала адекватную функциональность для текстовых приложений, таких как те, которые можно было бы реализовать на текстовом терминале . Если бы большая часть коммерчески важного программного обеспечения относилась к этому типу, аппаратная совместимость на низком уровне, возможно, не имела бы значения. Однако, чтобы обеспечить максимальную производительность и использовать аппаратные функции (или обойти аппаратные ошибки), приложения для ПК быстро развились за пределы простых терминальных приложений, которые MS-DOS поддерживала напрямую. Электронные таблицы , текстовые процессоры WYSIWYG , программное обеспечение для презентаций и программное обеспечение для удаленной связи создали новые рынки, которые использовали сильные стороны ПК, но требовали возможностей, превышающих возможности, предоставляемые MS-DOS. Таким образом, с самого начала разработки программной среды MS-DOS многие важные коммерческие программные продукты были написаны непосредственно для аппаратного обеспечения по разным причинам:

  • Сама MS-DOS не предоставляла никакого способа позиционирования текстового курсора, кроме его перемещения после отображения каждой буквы ( режим телетайпа ). Хотя подпрограммы видеоинтерфейса BIOS подходили для элементарного вывода, они неизбежно были менее эффективны, чем прямая аппаратная адресация, поскольку добавляли дополнительную обработку; у них не было «строкового» вывода, а был только посимвольный вывод телетайпа, и они вставляли задержки, чтобы предотвратить аппаратный «снег» CGA (артефакт отображения карт CGA, возникающий при записи непосредственно в экранную память) — особенно плохой артефакт, так как они были вызваны IRQ , что очень затрудняло многозадачность. Программа, которая записывала данные непосредственно в видеопамять, могла достигать скорости вывода в 5-20 раз быстрее, чем выполнение системных вызовов . Turbo Pascal использовал эту технику с самых ранних версий.
  • Графические возможности не воспринимались всерьез в первоначальном задании IBM на проектирование; графика рассматривалась только с точки зрения создания статической бизнес-графики, такой как диаграммы и графики. В MS-DOS не было API для графики, а в BIOS были включены только рудиментарные графические функции, такие как изменение режимов экрана и построение отдельных точек. Вызов BIOS для каждой нарисованной или измененной точки значительно увеличивает нагрузку, что делает интерфейс BIOS заведомо медленным. Из-за этого рисование линий , рисование дуг и блиттинг должны были выполняться приложением для достижения приемлемой скорости, что обычно делалось в обход BIOS и напрямую обращаясь к видеопамяти. Программное обеспечение, написанное для прямого обращения к оборудованию IBM PC, будет работать на любом клоне IBM, но его придется переписывать специально для каждой несовместимой с ПК машины MS-DOS.
  • Видеоигры , даже самые ранние, в основном требовали истинного графического режима . Они также выполняли любые машинно-зависимые трюки, которые могли придумать программисты, чтобы увеличить скорость. Хотя изначально основным рынком для ПК были бизнес-приложения, возможности игр стали важным фактором, мотивирующим покупки ПК по мере снижения цен. Наличие и качество игр может означать разницу между покупкой совместимого ПК или другой платформы с возможностью обмена данными, например Amiga .
  • Коммуникационное программное обеспечение напрямую обращалось к микросхеме последовательного порта UART , потому что API MS-DOS и BIOS не обеспечивали полной поддержки и были слишком медленными, чтобы не отставать от оборудования, которое могло передавать данные со скоростью 19 200 бит / с.
  • Даже для стандартных бизнес-приложений скорость выполнения была значительным конкурентным преимуществом. Интегрированное программное обеспечение Context MBA появилось на рынке раньше, чем Lotus 1-2-3 , и включало больше функций. Context MBA был написан в UCSD p-System , что делает его очень портативным, но слишком медленным, чтобы его можно было по-настоящему использовать на ПК. 1-2-3 был написан на языке ассемблера x86 и выполнял некоторые машинно-зависимые трюки. Это было настолько быстрее, что быстро превзошло продажи Context MBA.
  • Схемы защиты диска от копирования , широко используемые в то время, работали путем чтения нестандартных шаблонов данных на дискете для проверки подлинности. Эти паттерны невозможно было обнаружить с помощью стандартных вызовов DOS или BIOS, поэтому для работы защиты требовался прямой доступ к оборудованию контроллера диска.
  • Некоторое программное обеспечение было разработано для работы только на настоящем IBM PC и проверено на фактическое наличие IBM BIOS.

Рабочие аналоги ПК первого поколения от конкурентов IBM

Имя компьютера Производитель Дата введения Процессор тактовая частота Макс. ОЗУ Емкость гибкого диска Примечательные особенности
Гиперион Диналогический Январь 1983 г. 8088 4,77 МГц 640 КБ 320 КБ Канадский, лицензирован, но никогда не продавался Commodore .
Оливетти М24 / AT&T 6300 Olivetti , продаваемый AT&T 1983 г. (AT&T 6300, июнь 1984 г.) 8086 8 МГц (позже 10 МГц) 640 КБ 360 КБ (позже 720 КБ) настоящая совместимость с IBM; дополнительная цветная графика 640x400
Зенит Z-100 Системы данных Зенит июнь 1982 г. 8088 4,77 МГц 768 КБ 360 КБ дополнительная 8-цветная графика 640x255, внешние 8-дюймовые дисководы для гибких дисков
HP-150 Hewlett Packard ноябрь 1983 г. 8088 8 МГц 640 КБ 270 КБ (позже 710 КБ) примитивный сенсорный экран
Компак Портативный Компак Январь 1983 г. 8088 4,77 МГц 640 КБ 360 КБ продается как настоящий IBM-совместимый
Compaq Deskpro Компак 1984 г. 8086 8 МГц 640 КБ 360 КБ продается как настоящая совместимость с IBM XT
ПДК 1600 Продукты данных Колумбии июнь 1982 г. 8088 4,77 МГц 640 КБ 360 КБ настоящая совместимость с IBM, считается первым клоном ПК
Орел ПК / серия 1600 Орел Компьютер 1982 г. 8086 4,77 МГц 640 КБ 360 КБ 750×352 моно графика первый процессор 8086
Профессиональный компьютер TI Инструменты Техаса Январь 1983 г. 8088 5 МГц 256 КБ 320 КБ цветная графика 720x300
ДЕК Радуга Корпорация цифрового оборудования 1982 г. 8088 4,81 МГц 768 КБ 400 КБ Текстовый режим 132x24, процессоры 8088 и Z80
Ван ПК Ван Лаборатории август 1985 г. 8086 8 МГц 512 КБ 360 КБ Моно графика 800x300
МБК-550 Саньо 1982 г. 8088 3,6 МГц 256 КБ 360 КБ (позже 720 КБ) 640x200 8-цветная графика (битовые плоскости R, G, B)
Абрикос ПК Абрикос Компьютеры 1983 г. 8086 4,77 МГц 768 КБ 720 КБ Моно графика 800x400, текстовый режим 132x50
ТС-1603 Телевидео апрель 1983 г. 8088 4,77 МГц 256 КБ 737 КБ клавиатура с упором для рук, 16 функциональных клавиш; встроенный модем
Тэнди 2000 Корпорация Тэнди сентябрь 1983 г. 80186 8 МГц 768 КБ 720 КБ переопределяемый набор символов, дополнительная 640x400 8-цветная или монохромная графика

«Оперативно совместимый»

Первое, о чем следует подумать, рассматривая IBM-совместимый компьютер, это: «Насколько он совместим?»

-  БАЙТ , сентябрь 1983 г.

В мае 1983 года Future Computing определила четыре уровня совместимости:

  • Оперативно совместимы . Может запускать «самое продаваемое» программное обеспечение IBM PC, использовать платы расширения ПК, а также читать и записывать диски ПК. Имеет «дополнительные функции», такие как портативность или более низкая цена, которые отличают компьютер от ПК, который продается в том же магазине. Примеры: (лучшие) продукты Columbia Data, Compaq; (Лучше) Корона; (Хорошо) Орел.
  • Функционально совместимы . Запускает собственную версию популярного программного обеспечения для ПК. Не может использовать платы расширения ПК, но может читать и записывать диски ПК. Не может стать функционально совместимым. Пример: TI Professional .
  • Данные совместимы . Может не запускать лучшее программное обеспечение для ПК. Может читать и/или записывать диски ПК. Может стать функционально совместимым. Примеры: NCR Decision Mate, Olivetti M20 , Wang PC, Zenith Z-100 .
  • Несовместимо . Не читает диски ПК. Может стать совместимым с данными. Примеры: Altos 586 , DEC Rainbow 100 , Grid Compass , Victor 9000 .
MS-DOS версии 1.12 для персональных компьютеров Compaq

Во время разработки инженеры Compaq обнаружили, что Microsoft Flight Simulator не запускается из-за того, что Брюс Артвик из subLOGIC описал как «ошибку в одном из чипов Intel», что вынудило их сделать свою новую компьютерную ошибку совместимой с IBM PC. Поначалу лишь немногие клоны, кроме Compaq, предлагали действительно полную совместимость. Джерри Пурнелл купил IBM PC в середине 1983 года, « гнилая клавиатура и все такое», потому что у него было «четыре кубических фута неоцененного программного обеспечения, большая часть которого не будет работать ни на чем, кроме IBM PC. быть на 100 процентов совместимым с IBM PC, я еще не получил ни одного ... Увы, многие вещи не работают с Eagle, Z-100, Compupro или чем-либо еще, что у нас есть ». В рекламной брошюре Columbia Data Products за ноябрь 1983 г. говорилось, что во время испытаний компьютеров, приобретенных в розницу в октябре 1983 г., ее собственные продукты и продукты Compaq были совместимы со всем протестированным программным обеспечением для ПК, в то время как продукты Corona и Eagle были менее совместимы. В январе 1984 года Колумбийский университет сообщил, что Kermit работает без изменений на клонах Compaq и Columbia Data Products, но не на клонах Eagle или Seequa. Другим компьютерам с MS-DOS также требовался собственный код.

В феврале 1984 года Future Computing заявила, что некоторые компьютеры «совместимы с пресс-релизами», преувеличив их фактическую совместимость с IBM PC. Многие компании не хотели проверять совместимость своих продуктов с ПК. Когда журнал PC Magazine запросил образцы у производителей компьютеров, заявивших о производстве совместимых устройств, для обзора в апреле 1984 года, 14 из 31 отказались. Corona Data Systems уточнила, что «наши системы работают со всем программным обеспечением, которое соответствует стандартам программирования IBM PC. И самое популярное программное обеспечение соответствует». Когда журналист BYTE попросил протестировать Peachtext на COMDEX весной 1983 года , представители Corona «немного замялись и замялись, но в конце концов увели меня… в угол, где никто не увидит, если он выйдет из строя». Журнал сообщил, что «их колебания были излишними. Диск загрузился без проблем». Zenith Data Systems была смелее, хвастаясь тем, что ее Z-150 запускала все приложения, которые люди привезли для тестирования на West Coast Computer Faire 1984 года .

Creative Computing в 1985 году заявила: «Мы подтверждаем нашу стандартную линию в отношении совместимых с IBM PC: попробуйте пакет, который вы хотите использовать, прежде чем покупать компьютер». Компании модифицировали BIOS своих компьютеров для работы с недавно обнаруженными несовместимыми приложениями, а обозреватели и пользователи разработали стресс-тесты для измерения совместимости; к 1984 году возможность работы с Lotus 1-2-3 и Flight Simulator стала стандартом, а совместимые устройства были специально разработаны для их работы.

IBM считала, что некоторые компании, такие как Eagle, Corona и Handwell, нарушили ее авторские права, и после того, как Apple Computer, Inc. против Franklin Computer Corp. успешно вынудила производителей клонов прекратить использование BIOS. Однако Phoenix BIOS 1984 года и аналогичные продукты, такие как AMI BIOS , позволили производителям компьютеров легально создавать по существу 100%-совместимые клоны без необходимости реконструировать BIOS ПК самостоятельно. В диаграмме InfoWorld за сентябрь 1985 г. было указано семь совместимых с256 КБ ОЗУ, два жестких диска и монохромные мониторы по цене от 1495 до 2320 долларов , тогда как эквивалентный IBM PC стоил 2820 долларов . Недорогая модель Leading Edge Model D совместима даже с проприетарным диагностическим программным обеспечением IBM, в отличие от Compaq Portable. К 1986 году вычислить! заявил, что «клоны, как правило, надежны и примерно на 99 процентов совместимы», а обзор 1987 года в журнале индустрии клонов не упоминал совместимость программного обеспечения, заявляя, что «ПК к настоящему времени стал обозначать компьютер, способный запускать программы, которые под управлением MS-DOS».

Снижение влияния IBM

Основная причина, по которой стандарт IBM не вызывает беспокойства, заключается в том, что он может способствовать процветанию конкуренции. Вскоре IBM станет таким же заложником своих стандартов, как и ее конкуренты. Как только будет закуплено достаточное количество машин IBM, IBM не сможет вносить внезапные изменения в их базовую конструкцию; то, что может быть полезно для избавления от конкурентов, избавит от еще большего количества клиентов.

—  Экономист , ноябрь 1983 г.

В феврале 1984 года Byte писал, что «растущее влияние IBM в сообществе ПК душит инновации, потому что многие другие компании подражают Big Blue», но The Economist заявил в ноябре 1983 года: «Основная причина, по которой стандарт IBM не вызывает беспокойства, заключается в том, что он может способствовать процветанию конкуренции».

PowerPak 286, IBM PC-совместимый компьютер с AutoCAD под MS-DOS .

К 1983 году на долю IBM приходилось около 25% продаж персональных компьютеров стоимостью от 1000 до 10 000 долларов , а еще 25% приходилось на компьютеры с некоторой совместимостью с ПК. По мере роста рынка и конкуренции влияние IBM уменьшалось. В ноябре 1985 года журнал PC Magazine заявил: «Теперь, когда он создал рынок [ПК], рынку не обязательно нужна IBM для машин. Он может зависеть от IBM в установлении стандартов и разработке более производительных машин, но IBM лучше соответствовать существующим стандартам, чтобы не навредить пользователям». В январе 1987 года Брюс Уэбстер написал в «Байте слухов», что IBM представит проприетарные персональные компьютеры с проприетарной операционной системой : «Кого это волнует? Если IBM сделает это, они, скорее всего, просто изолируют себя от крупнейшего рынка, на котором они действительно могут все равно больше не соревнуюсь». Журнал предсказал, что в 1987 году рынок «завершит переход от стандарта IBM к стандарту Intel/MS-DOS/шины расширения… Людей не столько заботит совместимость с IBM, сколько Lotus 1-2- 3 совместимость". К 1992 году Macworld заявил, что из-за клонов «IBM потеряла контроль над собственным рынком и стала второстепенным игроком со своей собственной технологией».

В 1983 году The Economist предсказал, что «IBM скоро станет таким же узником своих стандартов, как и ее конкуренты», потому что «как только будет куплено достаточное количество машин IBM, IBM не сможет вносить внезапные изменения в их базовую конструкцию; что может быть полезно для избавления от конкуренты избавятся от еще большего количества клиентов». После того, как в начале 1987 года IBM анонсировала линейку PS /2, ориентированную на OS/2 , продажи существующих DOS-совместимых ПК выросли, отчасти из-за того, что проприетарная операционная система не была доступна. В 1988 году Gartner Group подсчитала, что население приобретало 1,5 клона на каждый IBM PC. К 1989 году Compaq была настолько влиятельной, что руководители отрасли говорили о «совместимости с Compaq», а наблюдатели заявляли, что клиенты считают компанию равной или превосходящей IBM.

После 1987 года IBM PC-совместимые компьютеры доминировали как на домашнем, так и на деловом рынках обычных компьютеров, а другие известные альтернативные архитектуры использовались на нишевых рынках, таких как компьютеры Macintosh , предлагаемые Apple Inc. и использовавшиеся в то время в основном для настольных издательских систем . -битный Commodore 64 , который к тому времени продавался за 150 долларов и стал самым продаваемым компьютером в мире, 32-битная линейка Commodore Amiga , используемая для производства телевидения и видео , и 32-битная Atari ST , используемая в музыкальной индустрии. Однако к 1990 году сама IBM потеряла основную роль на рынке совместимых с IBM PC. В ретроспективе важны несколько событий:

  • IBM разработала ПК с открытой архитектурой , которая позволяла производителям клонов использовать свободно доступные непатентованные компоненты.
  • Microsoft включила в свой контракт с IBM пункт, разрешающий продажу готовой операционной системы для ПК ( PC DOS ) другим производителям компьютеров. Эти конкуренты IBM лицензировали его как MS-DOS , чтобы обеспечить совместимость с ПК по меньшей цене.
  • Представление в 1982 году Columbia Data Products MPC 1600, первого компьютера, полностью совместимого с IBM PC.
  • Представление Compaq Portable в 1983 году , обеспечивающее мобильность, недоступную для IBM в то время.
  • Независимая бизнес-подразделение (IBU) в IBM разработало IBM PC и XT. IBU не участвовали в корпоративных расходах на НИОКР . После того, как IBU стал подразделением Entry Systems Division, он утратил это преимущество, что значительно уменьшило прибыль.
  • Доступность к 1986 году совместимых с PC XT Turbo XT стоимостью менее 1000 долларов , включая ранние предложения от Dell Computer , снизила спрос на модели IBM. Можно было купить две такие «общие» системы дешевле, чем стоимость одного ПК АТ марки IBM , и многие компании именно так и поступали.
  • Благодаря интеграции большего количества периферийных устройств в сам компьютер совместимые устройства, такие как Model D, имеют больше свободных слотов ISA , чем ПК.
  • Compaq первой выпустила компьютер на базе Intel 80386 , почти на год раньше IBM, выпустив Compaq Deskpro 386 . Позже Билл Гейтс сказал, что это был «первый раз, когда люди начали понимать, что не только IBM устанавливает стандарты».
  • В 1987 году IBM представила несовместимую и проприетарную компьютерную шину MicroChannel Architecture (MCA) для своей линейки Personal System / 2 (PS / 2).
  • Разделение партнерства IBM-Microsoft в разработке OS/2 . Напряженность, вызванная рыночным успехом Windows 3.0, помешала совместным усилиям , потому что IBM была привержена защищенному режиму 286, который тормозил технический потенциал OS/2. Windows могла бы в полной мере использовать преимущества современной и все более доступной архитектуры 386/386SX. Кроме того, между партнерами существовали культурные различия, и Windows часто поставлялась в комплекте с новыми компьютерами, а OS/2 была доступна только за дополнительную плату. Разделение оставило IBM единственным распорядителем OS/2, и она не могла идти в ногу с Windows.
  • Внедрение в 1988 году компаниями «Банды девяти» конкурирующего автобуса, расширенной отраслевой стандартной архитектуры , призванного конкурировать с MCA, а не копировать его.
  • Два стандарта расширенной памяти (EMS) и расширенной памяти (XMS) конца 1980-х годов были разработаны без участия IBM.

Несмотря на популярность своего набора ноутбуков ThinkPad , IBM, наконец, отказалась от своей роли производителя потребительских ПК в апреле 2005 года, когда она продала свои подразделения ноутбуков и настольных ПК ( ThinkPad / ThinkCentre ) компании Lenovo за 1,75 миллиарда долларов США .

По состоянию на октябрь 2007 года Hewlett-Packard и Dell владели крупнейшими долями рынка ПК в Северной Америке. Они также были успешны за границей, особенно заметны Acer , Lenovo и Toshiba . Во всем мире огромное количество ПК представляют собой системы « белого ящика », собранные множеством местных сборщиков систем. Несмотря на достижения компьютерных технологий, IBM PC-совместимые компьютеры оставались очень совместимыми с исходными компьютерами IBM PC, хотя большинство компонентов реализуют совместимость в специальных режимах обратной совместимости , используемых только во время загрузки системы . Часто было практичнее запускать старое программное обеспечение в современной системе с помощью эмулятора, чем полагаться на эти функции.

В 2014 году Lenovo приобрела серверный бизнес IBM на базе x86 ( System x ) за 2,1 миллиарда долларов США .

Расширяемость

Одной из сильных сторон конструкции, совместимой с ПК, является модульная аппаратная конструкция. Конечные пользователи могли легко модернизировать периферийные устройства и, в некоторой степени, процессор и память без модификации материнской платы компьютера или замены всего компьютера, как это было со многими микрокомпьютерами того времени. Однако по мере увеличения скорости процессора и объема памяти ограничения оригинальной конструкции шины XT / AT вскоре были достигнуты, особенно при работе с графическими видеокартами. IBM действительно представила модернизированную шину в компьютере IBM PS/2 , которая преодолела многие технические ограничения шины XT/AT, но она редко использовалась в качестве основы для компьютеров, совместимых с IBM, поскольку требовала лицензионных платежей IBM как для PS /2 и любые предыдущие конструкции AT-bus, произведенные компанией, запрашивающей лицензию. Это не нравилось производителям оборудования, и несколько конкурирующих стандартов шины были разработаны консорциумами с более приемлемыми условиями лицензии. Были предприняты различные попытки стандартизировать интерфейсы, но на практике многие из этих попыток были либо ошибочными, либо игнорировались. Тем не менее, было много вариантов расширения, и, несмотря на замешательство пользователей, дизайн, совместимый с ПК, развивался намного быстрее, чем другие конкурирующие проекты того времени, хотя бы только из-за его доминирующего положения на рынке.

«IBM PC-совместимый» становится «Wintel»

В 1990-е годы влияние IBM на архитектуру ПК начало снижаться. «IBM PC-совместимый» становится «стандартным ПК» в 1990-х годах, а затем « ACPI PC» в 2000-х годах. ПК марки IBM стал скорее исключением, чем правилом. Вместо того, чтобы придавать большое значение совместимости с IBM PC, поставщики стали уделять особое внимание совместимости с Windows . В 1993 году была выпущена версия Windows NT , которая могла работать на процессорах, отличных от набора x86 . Хотя это требовало перекомпиляции приложений, чего большинство разработчиков не делали, его аппаратная независимость использовалась для рабочих станций Silicon Graphics (SGI) x86 — благодаря уровню аппаратной абстракции (HAL) NT они могли работать с NT (и ее обширной библиотекой приложений). .

Ни один поставщик аппаратного обеспечения для персональных компьютеров массового рынка не осмелился быть несовместимым с последней версией Windows, а ежегодные конференции Microsoft WinHEC предоставили условия, в которых Microsoft могла лоббировать — а в некоторых случаях и диктовать — темпы и направление развития аппаратного обеспечения ПК. промышленность. Microsoft и Intel стали настолько важными для продолжающейся разработки аппаратного обеспечения ПК, что отраслевые обозреватели начали использовать слово Wintel для обозначения комбинированной аппаратно-программной системы.

Сама эта терминология становится неправильной, поскольку Intel потеряла абсолютный контроль над направлением разработки аппаратного обеспечения x86 с AMD64 от AMD . Кроме того, операционные системы, отличные от Windows, такие как macOS и Linux , установили свое присутствие в архитектуре x86.

Ограничения дизайна и другие проблемы совместимости

Хотя IBM PC был разработан с учетом возможности расширения, разработчики не могли предвидеть аппаратные разработки 1980-х годов и масштабы отрасли, которую они породят. Что еще хуже, выбор IBM процессора Intel 8088 для ЦП наложил несколько ограничений на разработку программного обеспечения для платформы, совместимой с ПК. Например, процессор 8088 имел только 20-битное адресное пространство памяти . Чтобы расширить ПК за пределы одного мегабайта, Lotus, Intel и Microsoft совместно создали расширенную память (EMS), схему переключения банков, позволяющую увеличить объем памяти, предоставляемый дополнительным оборудованием, и доступ к которому осуществляется через набор из четырех 16- килобайтных «окон» . " внутри 20-битной адресации. Позже процессоры Intel имели большее адресное пространство и могли напрямую адресовать 16 МБ (80286) или более, что заставило Microsoft разработать расширенную память (XMS), которая не требовала дополнительного оборудования.

«Расширенная» и «расширенная» память имеют несовместимые интерфейсы, поэтому любой, кто пишет программное обеспечение, использующее более одного мегабайта, должен был обеспечивать максимальную совместимость для обеих систем, пока MS-DOS не начала включать EMM386, который имитировал память EMS с использованием памяти XMS. Операционная система защищенного режима также может быть написана для 80286, но совместимость приложений DOS оказалась более сложной, чем ожидалось, не только потому, что большинство приложений DOS обращались к оборудованию напрямую, минуя процедуры BIOS, предназначенные для обеспечения совместимости, но и потому, что большинство запросов BIOS было сделано первые 32 вектора прерывания, которые были помечены Intel как «зарезервированные» для исключений процессора защищенного режима.

Видеокарты страдали от собственной несовместимости. Не было стандартного интерфейса для использования графических режимов SVGA с более высоким разрешением , поддерживаемых более поздними видеокартами. Каждый производитель разработал свои собственные методы доступа к экранной памяти, включая различные нумерации режимов и различные схемы переключения банков . Последние использовались для адресации больших изображений в пределах одного сегмента памяти размером 64 КБ. Ранее в стандарте VGA использовалось планарное расположение видеопамяти с тем же эффектом, но это было нелегко распространить на большую глубину цвета и более высокое разрешение, предлагаемые адаптерами SVGA. Была предпринята попытка создать стандарт под названием VESA BIOS Extensions (VBE), но не все производители использовали его.

Когда был представлен 386, для него снова можно было написать ОС с защищенным режимом . На этот раз совместимость с DOS была намного проще из-за виртуального режима 8086 . К сожалению, программы не могли напрямую переключаться между ними, поэтому в конечном итоге были разработаны некоторые новые API-интерфейсы модели памяти, VCPI и DPMI , причем последний стал наиболее популярным.

Из-за большого количества сторонних адаптеров и отсутствия стандарта для них программирование ПК может быть затруднено. Профессиональные разработчики будут работать с большим тестовым набором различных известных комбинаций оборудования.

Между тем, потребители были поражены конкурирующими, несовместимыми стандартами и множеством различных комбинаций предлагаемого оборудования. Чтобы дать им некоторое представление о том, какой тип ПК им потребуется для работы с их программным обеспечением, в 1990 году был установлен стандарт Multimedia PC (MPC). -чтобы понять спецификацию искать. Программное обеспечение, которое могло бы работать на ПК, минимально совместимом с MPC, гарантированно будет работать на любом MPC. Стандарты MPC уровня 2 и MPC уровня 3 были установлены позже, но термин «соответствие MPC» так и не стал популярным. После уровня ПДК 3 в 1996 г. никаких дополнительных стандартов ПДК не устанавливалось.

Вызовы доминированию Wintel

К концу 1990-х годов успех Microsoft Windows привел к тому, что конкурирующие коммерческие операционные системы оказались на грани исчезновения, а компьютер, совместимый с IBM PC, стал доминирующей вычислительной платформой . Это означало, что если бы разработчик создавал свое программное обеспечение только для платформы Wintel , он все равно смог бы охватить подавляющее большинство пользователей компьютеров. Единственным крупным конкурентом Windows с долей рынка более нескольких процентов был Macintosh компании Apple, Inc. Mac начинался как «компьютер для всех нас», но высокие цены и закрытая архитектура привели Macintosh к нише образования и настольных издательских систем , из которой он вышел только в середине 2000-х. К середине 1990-х годов доля рынка Mac сократилась примерно до 5%, и внедрение новой конкурирующей операционной системы стало слишком рискованным коммерческим предприятием. Опыт показал, что даже если операционная система технически превосходит Windows, она потерпит неудачу на рынке ( например, BeOS и OS/2 ). В 1989 году Стив Джобс сказал о своей новой системе NeXT : «Это будет либо последняя новая аппаратная платформа, добившаяся успеха, либо первая, которая потерпит неудачу». Четыре года спустя, в 1993 году, NeXT объявила о прекращении производства NeXTcube и переносе NeXTSTEP на процессоры Intel.

В самом начале истории ПК некоторые компании представили свои собственные XT-совместимые чипсеты . Например, компания Chips and Technologies представила свой контроллер 82C100 XT, который интегрировал и заменил шесть оригинальных схем XT: один контроллер прямого доступа к памяти 8237 , один таймер прерываний 8253 , один контроллер параллельного интерфейса 8255 , один контроллер прерываний 8259 , один тактовый генератор 8284 и один контроллер прерываний 8284. Контроллер шины 8288 . Аналогичные наборы микросхем не Intel появились для AT-совместимых устройств, например OPTi 82C206 или 82C495XLC, которые использовались во многих системах 486 и ранних Pentium. Однако рынок чипсетов x86 был очень нестабильным. В 1993 году технология СБИС стала доминирующим игроком на рынке, но год спустя ее практически вытеснила Intel. С тех пор Intel является неоспоримым лидером. По мере того, как платформа Wintel становилась все более популярной, Intel постепенно отказывалась от практики лицензирования своих технологий другим производителям чипсетов; в 2010 году Intel была вовлечена в судебный процесс, связанный с их отказом предоставить лицензию на процессорную шину и связанные с ней технологии другим компаниям, таким как Nvidia .

Такие компании, как AMD и Cyrix, разработали альтернативные процессоры x86, функционально совместимые с процессорами Intel. К концу 1990-х годов AMD занимала все большую долю рынка процессоров для ПК. AMD даже сыграла значительную роль в руководстве развитием платформы x86, когда ее линейка процессоров Athlon продолжила развивать классическую архитектуру x86, поскольку Intel отклонилась от своей архитектуры Netburst для процессоров Pentium 4 и архитектуры IA-64 для Itanium . набор серверных процессоров. AMD разработала AMD64, первое крупное расширение, созданное не Intel, которое Intel позже приняла как x86-64 . В 2006 году Intel начала отказываться от Netburst, выпустив свой набор процессоров Core, которые представляли собой развитие более раннего Pentium III.

Основной альтернативой господству Wintel является появление альтернативных операционных систем с начала 2000-х годов, что было отмечено началом эры пост-ПК .

Совместимость с IBM PC сегодня

См. Также: ПК без устаревших версий

Термин «совместимый с ПК IBM» в настоящее время обычно не используется, потому что многие современные настольные и переносные компьютеры основаны на архитектуре ПК, а IBM больше не производит ПК. Конкурирующие аппаратные архитектуры либо были сняты с производства, либо, как Amiga , были отнесены к нишевым рынкам энтузиастов. В прошлом наиболее успешным исключением была платформа Apple Macintosh , которая с самого начала использовала процессоры других производителей . Хотя Macintosh изначально был основан на серии Motorola 68000 , а затем перешел на архитектуру PowerPC , компьютеры Macintosh перешли на процессоры Intel , начиная с 2006 года. До 2020 года компьютеры Macintosh имели ту же системную архитектуру, что и их аналоги Wintel, и могли загружать Microsoft Windows без совместимости с DOS . Карта . Однако с объявлением о процессоре M1 на базе ARM собственной разработки они снова стали исключением из совместимости с IBM.

Скорость процессора и объем памяти современных ПК на много порядков выше, чем у оригинального IBM PC , и все же обратная совместимость в значительной степени сохраняется — 32-разрядная операционная система, выпущенная в 2000-х годах, все еще может работать со многими более простыми программами. написан для ОС начала 1980-х без необходимости эмулятора , хотя эмулятор, такой как DOSBox , теперь имеет почти родную функциональность на полной скорости (и необходим для некоторых игр, которые могут работать слишком быстро на современных процессорах). Кроме того, многие современные ПК по-прежнему могут запускать DOS напрямую, хотя в утилите настройки BIOS может потребоваться установка специальных параметров, таких как устаревший режим USB и эмуляция SATA-to-PATA. Компьютерам, использующим UEFI, может потребоваться установить устаревший режим BIOS, чтобы иметь возможность загружать DOS. Однако параметры BIOS/UEFI в большинстве массовых компьютеров потребительского класса очень ограничены и не могут быть настроены для работы с такими операционными системами, как исходные варианты DOS.

Распространение архитектуры x86-64 еще больше отдалило внутреннее сходство современных компьютеров и операционных систем с оригинальным IBM PC за счет введения еще одного режима процессора с измененным набором команд для 64-битной адресации, но процессоры с поддержкой x86-64 также сохраняют стандартная совместимость с x86.

Смотрите также

Рекомендации